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A cinética química estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que a influenciam, como concentração, temperatura e catalisadores, além de analisar os mecanismos de reação e desenvolver modelos teóricos.

Neste experimento, avalia-se a reação entre sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁) e permanganato de potássio (KMnO₄) em meio ácido, determinando-se a velocidade pela descoloração da solução, que reflete o consumo do reagente.

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O objetivo deste experimento é investigar:

1. A influência da concentração de sacarose na velocidade da reação química.

2. A influência da temperatura na velocidade da reação química.

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Reagentes:

• Solução de sacarose (1 mol/L).

• Solução de permanganato de potássio (KMnO₄) (0,002 mol/L).

• Ácido sulfúrico (H₂SO₄) a 2 mol/L.

Materiais:

• Tubos de ensaio.

• Pipetas graduadas.

• Proveta e béqueres.

• Termômetro.

• Banho termostático (banho-maria).

• Gelo.

• Cronômetro ou relógio.

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O experimento foi conduzido em duas etapas:

1. Avaliação do efeito da concentração na velocidade da reação.

2. Avaliação do efeito da temperatura na velocidade da reação.

A velocidade da reação foi determinada com base no tempo necessário para a descoloração da solução de permanganato, indicando o consumo completo do reagente e o término do processo reacional.

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Parte 1: Efeito da Concentração

1. Preparar três tubos de ensaio contendo diferentes concentrações de sacarose:

Tubo 01: 10 mL de solução de sacarose a 1 mol/L.

Tubo 02: 6 mL de solução de sacarose a 1 mol/L + 4 mL de água (diluição parcial).

Tubo 03: 3 mL de solução de sacarose a 1 mol/L + 7 mL de água (diluição maior).

2. Adicionar 2 mL de solução de H₂SO₄ a 2 mol/L em cada tubo.

3. Adicionar 3 mL de solução de KMnO₄ a 0,002 mol/L em cada tubo.

4. Cronometrar o tempo necessário para a descoloração da solução de permanganato em cada caso, indicando o término da reação.

Parte 2: Efeito da Temperatura

1. Preparar dois tubos de ensaio contendo:

10 mL de solução de sacarose a 1 mol/L.

2 mL de solução de H₂SO₄ a 2 mol/L.

2. Adicionar 2 mL de solução de KMnO₄ a 0,002 mol/L em cada tubo.

3. Submeter um tubo ao banho frio e o outro ao banho quente.

4. Cronometrar o tempo necessário para a descoloração da solução em cada tubo, avaliando a influência da temperatura na velocidade da reação.

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Parte 1 (Concentração): A reação ocorrerá de maneira mais rápida no Tubo 01, que contém a maior concentração de sacarose, e mais lentamente nos Tubos 02 e 03, devido à menor concentração do composto.

Parte 2 (Temperatura): O tubo submetido ao banho quente apresentará um tempo de reação reduzido, em função do aumento da temperatura, que eleva a energia cinética das moléculas e a frequência das colisões eficazes, acelerando o processo reacional.

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Fonte: Samuel Salomão, Larissa Nayra - IFNMG - Campus Teófilo Otoni.

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O experimento corrobora os seguintes pontos:

1. A concentração dos reagentes exerce influência direta sobre a velocidade da reação: concentrações mais elevadas aumentam a frequência das colisões entre as moléculas, resultando em uma aceleração do processo reacional.

2. A temperatura impacta a velocidade da reação: temperaturas mais altas fornecem maior energia às moléculas, facilitando as colisões eficazes e permitindo que a energia de ativação seja superada de forma mais rápida.

Esses resultados estão em conformidade com a Teoria das Colisões e os princípios da cinética química, que explicam a relação entre os fatores investigados e a velocidade das reações.

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Parte 1 (Concentração): Os resultados obtidos confirmaram a expectativa de que a reação é mais rápida com maior concentração de sacarose. No Tubo 1, que continha a maior concentração de sacarose, o tempo de reação foi de 2,50 segundos. No Tubo 2, com concentração intermediária, o tempo de reação foi de 8,20 segundos. Por fim, no Tubo 3, com a menor concentração de sacarose, o tempo de reação foi de 30,15 segundos. Esses dados demonstram claramente que a diminuição da concentração de sacarose resultou em um aumento significativo no tempo necessário para a descoloração da solução, evidenciando a influência direta da concentração na velocidade da reação.

Parte 2 (Temperatura): Os resultados obtidos evidenciaram a influência substancial da temperatura na velocidade da reação. O tubo mantido em banho frio (Tubo 1) apresentou um tempo de reação de 17 segundos. Por outro lado, o tubo submetido ao banho quente (Tubo 2) teve um tempo de reação significativamente menor, de 0,93 segundos. Esses dados demonstram de maneira clara que o aumento da temperatura acelera a reação, reduzindo consideravelmente o tempo necessário para a descoloração da solução, corroborando a hipótese de que o aumento da temperatura eleva a energia cinética das moléculas, resultando em maior frequência de colisões eficazes.

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Fonte: Samuel Salomão, Larissa Nayra - IFNMG - Campus Teófilo Otoni.

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Não citou os valores de temperatura da etapa 2. A explicação do efeito da concentração ficou na conclusão e deveria ter ficado em resultados e discussão.

Na conclusão deveriam ter citados os resultados obtidos e o aprendizado com a realização dos experimentos.